Chuong 3 hsdt cbhhdg std

HPT_Ch3 NỘI DUNG CHÍNH CHƯƠNG HẰNG SỐ ĐẶC TRƯNG CỦA CÁC CÂN BẰNG HOÁ HỌC ĐƠN GIẢN TRONG NƯỚC Bán cân số đặc3 trưng tương ứng Bán cân trao đổi điện tử  Hằng số cân  Thế oxi hóa chuẩn Bán cân trao đổi tiểu phân 2.1 Bán cân acid-baz 2.2 Bán cân tạo tủa 2.3 Bán cân tạo phức  Hằng số bền hay số phân li (tổng cộng/từng nấc)  Nồng độ thành phần diện dung dịch  BÁN CÂN BẰNG TRAO ĐỔI ĐIỆN TỬ  BÁN CÂN BẰNG TRAO ĐỔI TIỂU PHÂN  CÂN BẰNG TRAO ĐỔI ĐIỆN TỬ  CÂN BẰNG TRAO ĐỔI TIỂU PHÂN  ỨNG DỤNG Cân hóa học từ hai bán cân số4 đặc trưng  Cân trao đổi điện tử   Hằng số cân bằng, dự đoán chiều phản ứng Thế tương đương dung dịch chứa đơi oxi hóa khử   Có hệ số giống Có hệ số khác  Cân trao đổi tiểu phân   Hằng số cân bằng, dự đoán chiều phản ứng Nồng độ tiểu phân điểm tương đương HPT_Ch3 Bán cân trao đổi điện tử  trình cho - nhận điện tử xảy dạng oxy hố (ox) khử (kh) đơi oxy hoá khử liên hợp(ox/kh): Bán cân Cân TRAO ĐỔI ĐIỆN TỬ Ox + ne ↔ Kh (1) Al3+ Ox + mH+ Ox + mH+ + 3e-  (Al3+/Al) Al + ne ↔ Kh + m/2H2O (2) MnO4- + 5e-  Mn2+ (MnO4-/Mn2+) + ne ↔ p Kh + m/2H2O (3) Cr2O72- + 5e-  2Cr3+ Ví dụ Bán cân trao đổi điện tử  Đôi oxy hóa-khử liên hợp Ox/Kh (MnO4-/Mn2+, (Cr2O72-/2Cr3+)  Phương trình Nernst Fe3+/Fe2+)  Bán cân trao đổi điện tử  n: Số điện tử trao đổi hai dạng oxy hóa khử  Cân trao đổi điện tử  Ở 25oC, 1atm; pH = 0; [ox] = [kh]: E = Eo  E0: Cân phản ứng (điện tử, điện tích, nguyên tố)  Thế oxy hóa chuẩn  thể khả oxy hố hay khử hai dạng ox/kh liên hợp  số đặc trưng bán cân trao đổi điện tử HPT_Ch3 Ví dụ Ví dụ  Bán cân trao đổi điện tử Bán cân trao đổi điện tử phương trình Nernst: PbO2↓ + 4H+ + 2e- ↔ Pb2+ +2H2O  Phương trình Nernst Cl2 ↑ + 2e- ↔ 2Cl- Bán cân trao đổi điện tử 10 Dự đoán chiều phản ứng  Xét bán cân đơi oxy hóa khử (ox1/kh1, ox2/kh2) Eo1 Eo2  Thế đôi oxy hoá khử dung dịch:  Hằng số cân bằng: Ecb = E1 = E2 11 (E10 – E20 ) > 0:  K(1) > K(2) → phản ứng theo chiều  Ox1 có tính oxy hóa mạnh Ox2  Kh1 có tính khử yếu Kh2 (E10 – E20 ) < 0: ngược lại → E0 cho biết cường độ (mạnh/yếu) dạng oxy hóa (dạng khử)  Đơi ox/kh có Eo lớn dạng oxy hóa oxy hóa dạng khử đôi 12 HPT_Ch3 Thế tương đương dung dịch chứa đơi oxy hóa - khử Dự đốn chiều phản ứng  Dạng oxy hóa khử đơi có hệ số (ox1/kh1):  Đa số phản ứng oxy hóa khử xảy mơi trường acid  Xét ảnh hưởng H+ tham gia vào bán cân đôi ox1/pkh1 Ox1 + mH+ + n1e ↔ Kh1 + m/2H2O Ox2 + n2e ↔ Kh2 n2Ox1 + n1kh2 +mH+ ↔ n1Ox2+n2Kh1+m/2H2O  Thế đôi ox/kh dung dịch:  Ở trạng thái cân bằng, điểm tương đương: → giá trị K(1) phụ thuộc vào [H+] hay pH môi trường Ecb = Etđ = E1 = E2 13 Thế tương đương dung dịch 14 Thế tương đương dung dịch chứa đơi oxy hóa - khử  Dạng oxy hóa khử đôi khác hệ số (ox1/pkh1): Tại điểm tương đương: Ecb = Etđ = E1 = E2 Ox1 + mH+ + n1e ↔ pKh1 + m/2H2O (E01) Ox2 + n2e ↔ Kh1 (E02)  Cân trao đổi điện tử (khi E01 > E02): n2Ox1 + n1Kh2 + n2mH+  n1Ox2 + n2pKh1 +n2m/2 H2O  Thế đôi ox/kh dung dịch: 15 16 HPT_Ch3 Thế tương đương dung dịch Thế tương đương dung dịch 18 Tại điểm tương đương: Ecb = Etđ = E1 = E2 17 Cân trao đổi tiểu phân Bán cân trao đổi tiểu phân 19 20  Bán cân trao đổi tiểu phân Bán cân tạo phức  Bán cân acid – baz  Bán cân tạo tủa  Là trình cho - nhận tiểu phân hai dạng cho D (Donor) nhận A (Acceptor) dung dịch  Cân trao đổi tiểu phân Hằng số bền/hằng số phân li tổng cộng Hằng số bền/hằng số phân li nấc  Nồng độ thành phần diện dung dịch   βD: Hằng số bền D Ví dụ: kD: Hằng số phân li D HPT_Ch3 Bán cân trao đổi tiểu phân – Ví dụ Bán cân trao đổi tiểu phân – Ví dụ Dung dịch [PO43- ]=10-1M, H3PO4 có số: Ka1=10-2, Ka2=10-7, Ka3=10-12 21 Bán cân trao đổi tiểu phân Tổng cộng trình trao đổi n tiểu phân: 23 22 Bán cân trao đổi tiểu phân Tổng cộng trình trao đổi n tiểu phân: 24 HPT_Ch3 Bán cân trao đổi tiểu phân Nồng độ tiểu phân dung dịch 25  Hằng số bền tổng cộng ứng với trình nhận lúc nhiều tiểu phân tích số bền nấc  Nồng độ cấu tử thời điểm cân bằng: [A], [p], [Di]  Ký hiệu: [A]o= CA: nồng độ A thời điểm ban đầu 26 Nồng độ tiểu phân dung dịch Nồng độ tiểu phân dung dịch 28 [A]o =CA= [A]cb + [D1] +[D2] +…+[Di]+…+ [Dn]  Hệ số điều kiện A có p: 27 HPT_Ch3 Nồng độ tiểu phân dung dịch Bán cân trao đổi tiểu phân – Ví dụ 29 Tại thời điểm cân bằng: Dung dịch [PO43- ] = 10-1M, H3PO4 có số: Ka1=10-2, Ka2=10-7, Ka3=10-12  Nồng độ A:  Nồng độ sản phẩm Di: 30 Hằng số đặc trưng Ví dụ 32 [H+] = [OH-] = 10-7M  Bán cân tạo phức  Bán cân tạo tủa  Bán cân acid – baz 31 HPT_Ch3 Bán cân tạo phức Bán cân tạo tủa  p ≠ H+ D↓ tan Trong nhiều trường hợp thực tế, giai đọan tạo tủa gồm bán cân liên tiếp:  βD: số bền phức D  kD = 1/ βD: số phân li phức   tạo phức tạo tủa  Ví dụ:   Y4-: EDTA (EthyleneDiamin TetraAcetic acid) Hằng số bền phức EDTA với kim loại phức kim loại với ligand khác (tra bảng) 33 Bán cân tạo tủa 34 Bán cân tạo tủa - Ví dụ 35  Tích số tan: [A].[p]n = Tst = const  Điều kiện để xuất tuả D↓: [A].[p]n > Tst  Độ tan (S): S = [D] + [A] ≈ [A] (do [D] nhỏ )  Độ tan hợp chất AmBn 36 HPT_Ch3 Bán cân tạo tủa Ví dụ 37 38 Độ bền tủa giảm dần  Nếu chất có biểu thức tích số tan giống Bền (cùng số mũ) so sánh độ bền chất thông qua T S: T S lớn → tủa bền  Nếu chất có biểu thức tích số tan khác (khác số mũ) so sánh độ bền chất thơng qua S Ít bền  Tủa ……… bền tủa………… Bán cân acid – baz Bán cân acid – baz  Ví dụ  p = OH Bán cân acid: p = H+  Các số cân bằng: A-; kA-  Các số cân bằng: HA; kHA 39 40 10 HPT_Ch3 Ví dụ Bán cân acid – baz 41  Acid HA mạnh baz liên hợp A- yếu  k >100  kHA=10-4,75  10-3